Рис. 11
В двигателях последовательного возбуждения обмотка возбуждения включается последовательно с обмоткой якоря (рис. 11). Ток возбуждения двигателя здесь равен току якоря 
, что придает этим двигателям особые свойства.
Для двигателей последовательного возбуждения недопустим режим холостого хода. При отсутствии нагрузки на валу ток в якоре и создаваемый им магнитный поток будут небольшими и, как видно из равенства
,
частота вращения якоря достигает чрезмерно больших значений, что ведет к «разносу» двигателя. Поэтому пуск и работа двигателя без нагрузки или с нагрузкой менее 25% от номинальной недопустимы.
При небольших нагрузках 
, когда магнитная цепь машины не насыщена ( 
), электромагнитный момент 
пропорционален квадрату тока якоря
.
В силу этого двигатель последовательного возбуждения имеет большой пусковой момент и хорошо справляется с тяжелыми условиями пуска.
С увеличением нагрузки магнитная цепь машины насыщается, и пропорциональность между 
и 
нарушается. При насыщении магнитной цепи поток практически постоянен, поэтому момент становится прямо пропорциональным току якоря.
С ростом момента нагрузки на валу ток двигателя и магнитный поток увеличиваются, а частота вращения уменьшается по закону, близкому к гиперболическому, что видно из уравнения (6).
При значительных нагрузках, когда магнитная цепь машины насыщается, магнитный поток практически остается неизменным, и естественная механическая характеристика становится почти прямолинейной (рис.12, кривая 1). Такая механическая характеристика называется мягкой.
При введении пуско-регулировочного реостата в цепь якоря механическая характеристика смещается в область меньших скоростей (рис.12, кривая 2) и называется искусственной реостатной характеристикой.
Рис. 12
Регулирование частоты вращения двигателя последовательного возбуждения возможно тремя способами: изменением напряжения на якоре, сопротивления цепи якоря и магнитного потока. При этом регулирование частоты вращения изменением сопротивления цепи якоря производится так же, как и в двигателе параллельного возбуждения. Для регулирования частоты вращения изменением магнитного потока параллельно обмотке возбуждения подключается реостат 
(см. рис. 11),
тогда 
;
откуда 
. (8)
При уменьшении сопротивления реостата 
его ток увеличивается, а ток возбуждения уменьшается по формуле (8). Это приводит к уменьшению магнитного потока и росту частоты вращения (см. формулу 6).
Уменьшение сопротивления реостата сопровождается уменьшением тока возбуждения, а значит, уменьшением магнитного потока и ростом частоты вращения. Механическая характеристика, соответствующая ослабленному магнитному потоку, изображена на рис. 12, кривая 3.
Рис. 13
На рис. 13 представлены рабочие характеристики двигателя последовательного возбуждения.
Пунктирные части характеристик относятся к тем нагрузкам, при которых не может быть допущена работа двигателя вследствие большой частоты вращения.
Двигатели постоянного тока с последовательным возбуждением применяются как тяговые на железнодорожном транспорте (электропоезда), в городском электрическом транспорте (трамваи, поезда метро) и в подъемно-транспортных механизмах.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 8
Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:
Лучшие изречения: При сдаче лабораторной работы, студент делает вид, что все знает; преподаватель делает вид, что верит ему. 9402 – 
| 7312 – 
или читать все.
91.146.8.87 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.
Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)
очень нужно
Основным различием между режимами генератора и двигателя является то, что в первом случае напряжение представляет собой часть ЭДС якоря, а во втором случае имеет место обратная картина.
Напряжение двигателя равно напряжению той сети, к которой он присоединен. Часть этого напряжения уравновешивается падением напряжения в цепи якоря (в двигателях с последовательным возбуждением в целях якоря и возбуждения). Другая часть уравновешивается той ЭДС, которая возникает в обмотке якоря в результате его вращения. Поэтому для двигателей должно выполняться соотношение
В сущности это та же самая формула, которую мы получили, рассматривая работу машины генератором. Но так как при переходе от генераторного режима к режиму двигателя ток в якоре изменил свое направление, то в формуле пришлось изменить знак перед величиной тока.
Рис. 10.15. Пуск двигателя постоянного тока с параллельным возбуждением
Рис. 10.16. Пуск двигателя постоянного тока с последовательным возбуждением
Если присоединить к сети неподвижный двигатель, то в первый момент ЭДС будет отсутствовать и напряжение сети будет уравновешиваться лишь падением напряжения в цепи якоря. Появится так называемый пусковой ток, величина которого находится по закону Ома
и намного превосходит нормальный рабочий ток двигателя. Поэтому двигатели постоянного тока приходится снабжать пусковыми реостатами, назначение которых — снизить пусковой ток до безопасной величины. Схема включения пускового реостата 
в цепь двигателя с параллельным возбуждением показана на рис. 10.15.
Ручка реостата соединяет точки Л (линия) и Я (якорь) сначала через большее сопротивление, а потом по мере появления ЭДС в якорной обмотке — через меньшее. Нормально двигатель работает при положении ручки в точке Я. Обмотка возбуждения сразу оказывается под полным напряжением сети (с этой целью ручку реостата возбуждения 
надо перевести в крайнее левое положение), и момент, развиваемый двигателем, оказывается наибольшим.
Подобным же образом происходит пуск двигателя с последовательным возбуждением (рис. 10.16).
Отметим теперь некоторые особенности работы рассмотренных двигателей.
Магнитный поток в двигателе с параллельным возбуждением остается приблизительно постоянным, поэтому с уменьшением нагрузки угловая скорость двигателя будет возрастать не очень резко. Действительно, при холостом ходе напряжение, индуктируемое в якоре, должно достичь величины, приблизительно равной, напряжению сети. Но это напряжение для данной машины пропорционально произведению магнитного потока Ф на угловую скорость двигателя 
, а так как поток почти не меняется с нагрузкой, т. е. остается достаточно большим, то достаточно ненамного увеличить скорость, чтобы достичь требуемой величины ЭДС.
В двигателе с параллельным возбуждением поток остается приблизительно постоянным независимо от величины нагрузки (потому что обмотка напряжения включена прямо на напряжение сети, остающееся приблизительно неизменным). Поэтому можно считать, что ток здесь будет прямо пропорционален тормозящему моменту.
Двигатели с параллельным возбуждением представляют собой машину, очень удобную в отношении возможности регулировать угловую скорость. Действительно, пусть, например, наша машина работает с неизменной мощностью, а это значит, что ток, подводимый к якорю, также должен оставаться приблизительно постоянным. Но для того чтобы иметь неизменный ток, нужно, чтобы оставалось неизменным и напряжение, наводимое в якоре.
Уменьшим теперь ток возбуждения.
Вследствие уменьшения тока возбуждения уменьшится и магнитный поток, а это значит, что должна увеличиться угловая скорость машины: ЭДС якоря не изменилась, и, следовательно, не может измениться произведение 
.
Рассуждая совершенно таким же способом, найдем, что для уменьшения угловой скорости машины при одной и той же мощности нужно увеличить магнитный поток, иначе говоря, нужно увеличить ток возбуждения.
Если слишком сильно уменьшить ток возбуждения или вовсе разорвать цепь возбуждения, двигатель с параллельным возбуждением начнет вращаться с недопустимо большой угловой скоростью — он, как говорят, пойдет вразнос. Эти двигатели «боятся» обрыва цепи возбуждения.
Для двигателей с последовательным возбуждением остаются справедливыми все приведенные в § 10.6 формулы. Но применяя их к двигателю с последовательным возбуждением, мы увидим, что он имеет совершенно другие характеристики.
Пусть, например, мы будем уменьшать тормозящее усилие приложенной к двигателю нагрузки. Должен, разумеется, уменьшиться ток, следовательно, должно увеличиться и напряжение, наводимое в якоре машины.
Но вместе с уменьшением тока в двигателе будет уменьшаться и магнитный поток. Ведь в этом случае (рис. 10.12) ток якоря является и током возбуждения.
Это в свою очередь затрудняет наведение необходимого напряжения. Угловая скорость двигателя с последовательным возбуждением с уменьшением механической нагрузки будет возрастать значительно сильнее, чем в двигателе с параллельным возбуждением; произведение 
должно возрасти, в то же время множитель Ф при этом будет уменьшаться, значит, второй множитель Q должен возрастать более резко.
Подобно тому как двигатель с параллельным возбуждением идет вразнос при обрыве цепи возбуждения, двигатель с последовательным возбуждением идет вразнос, если он оставлен без нагрузки (и если последовательно с ним не включен дополнительный резистор, способный ограничить нарастающий ток).
Напротив, при увеличении нагрузки двигатель с последовательным возбуждением будет более резко снижать скорость и магнитный поток. Но зато двигатель будет значительно увеличивать вращающее усилие. Действительно, момент двигателя пропорционален произведению тока и магнитного тока, а в двигателе с последовательным возбуждением вместе с током (при увеличении нагрузки) будет расти и поток.
Сказанное здесь о двигателе с последовательным возбуждением делает понятным, почему эти двигатели оказываются очень удобными для электрической тяги: там они никогда не могут остаться без нагрузки — это первое, а второе, и главное, — это то, что для целей транспорта очень важно, чтобы при трогании с места и при малой скорости двигатель развивал достаточно большой вращающий момент.
Двигатель с параллельным возбуждением. В этом двигателе (рис. 8.59, а) обмотка возбуждения подключена параллельно с обмоткой якоря к сети. В цепь обмотки возбуждения включен регулировочный реостат Rр.в., а в цепь якоря — пусковой реостат Rп . Характерной особенностью двигателя является то, что его ток возбуждения Iв не зависит от тока якоря Iа (тока нагрузки), так как питание обмотки возбуждения по существу независимое. Следовательно, пренебрегая размагничивающим действием реакции якоря, можно приближенно считать, что и поток двигателя не зависит от нагрузки. При этом условии согласно (8.84) и (8.85) получаем, что зависимости М = f(Ia ) и n = f(Ia) (моментная и скоростная характеристики) линейные (рис. 8.59,б). Следовательно, линейна и механическая характеристика двигателя n = f(M) (рис. 8.60, а).
Если в цепь якоря включен добавочный резистор или реостат Rп , то
п = [U – Iа(ΣRа + Rn )]/(свФ) = n0 – Δn, (8.86)
Рис. 8.59. Схема двигателя с параллельным возбуждением и его моментная и скоростная характеристики.
где n0 = U/(свФ) — частота вращения при холостом ходе; Δп = (ΣRа + Rn )Iа /(свФ) — снижение частоты, обусловленное суммарным падением напряжения во всех сопротивлениях, включенных в цепь якоря двигателя. Величина Δn , зависящая от суммы сопротивлений ΣRа + Rn , определяет наклон скоростной n = f(Ia) и механической n = f(M) характеристик к оси абсцисс.
Двигатель с последовательным возбуждением. В этом двигателе (рис. 8.61, а) ток возбуждения Iв = Ia, поэтому магнитный поток Ф является некоторой функцией тока якоря Ia. Характер этой функции изменяется в зависимости от нагрузки двигателя. При Ia Iном ) можно считать, что Ф ≈ const. В соответствии с этим изменяются в зависимости n = f(Ia) и М = f(Ia). При Ia
Дата добавления: 2015-03-23 ; просмотров: 1339 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ